炭酸ナトリウム製造のノウハウと設備
炭化から包装まで、炭酸ナトリウム製造のためのプロセス全体にわたるソリューションを提供しています。当社のコア技術である乾燥技術は、生産効率を保証します。
サウジアラビアにおける年間30万トンの生産プロジェクト
中国重慶市における年間30万トン生産プロジェクト
中国内モンゴルにおける年間20万トンの生産プロジェクト
炭酸ナトリウム（通称ソーダ灰、ソーダ）は重要な基礎化学原料であり、ガラス、化学、冶金、製紙、印刷、染色などの産業で広く使用されています。その製造プロセスには、主にソルベー法（アンモニア・ソーダ法）と侯アルカリ法（複合アルカリ法）があります。
Ⅰ. ソルベー法（アンモニア・ソーダ法）
ソルベー法は、19世紀にベルギーのソルベーによって発明されたプロセスで、現在でも世界で主流のソーダ灰製造方法の一つです。その核心は、アンモニアを媒体として二酸化炭素を飽和塩水に通して重炭酸ナトリウムを生成し、それを焼成して炭酸ナトリウムを得ることです。
1. 原材料
塩化ナトリウム、石灰石、アンモニア
2.反応プロセス
塩化ナトリウム+NH₃+二酸化炭素₂+H₂O=炭酸水素ナトリウム₃↓+NH₄塩素、
炭酸カルシウム₃=酸化カルシウム+二酸化炭素₂↑，酸化カルシウム+H₂O=カルシウム(おお)₂，
2NH₄塩素 + カルシウム(おお)₂=2NH₃↑ + 塩化カルシウム₂ + 2H₂O
2NaHCO₃=ナ₂二酸化炭素₃+二酸化炭素₂↑ +H₂O
反応で生成されたCO₂とNH₃は原料として再利用できます。
3. メリットとデメリット
（１）利点：プロセスが成熟して安定しており、原材料の入手が容易で、製品の純度が高い（最大99％以上）。
（２）デメリット：
a. 副産物の塩化カルシウムは用途が限られており、環境を汚染し、塩素資源を浪費します。
b. NaClの利用率が低い（約70％）。
c. 石灰石とアンモニアが大量に消費されるため、コストが比較的高くなります。
3. メリットとデメリット
（１）利点：プロセスが成熟して安定しており、原材料の入手が容易で、製品の純度が高い（最大99％以上）。
（２）デメリット：
a. 副産物の塩化カルシウムは用途が限られており、環境を汚染し、塩素資源を浪費します。
b. NaClの利用率が低い（約70％）。
c. 石灰石とアンモニアが大量に消費されるため、コストが比較的高くなります。
Ⅱ.侯アルカリ製造法（複合アルカリ製造法）
侯アルカリ製造法は、1940年代に中国の化学者侯徳邦によって発明されました。ソルベー法の改良版であり、その核心はアルカリ製造と合成アンモニア法を組み合わせることで、アンモニアと塩化ナトリウムのリサイクルと塩化アンモニウムの同時生産を実現することです。
1.原材料：
塩化ナトリウム、二酸化炭素、アンモニア、水。
2. 反応式は次の 2 つのステップに要約できます。
塩化ナトリウム+NH₃+二酸化炭素₂+H₂O=炭酸水素ナトリウム₃↓+NH₄塩素、
2NaHCO₃=ナ₂二酸化炭素₃+二酸化炭素₂↑ +H₂O
室温ではNH4Clの溶解度はNaClよりも大きいが、低温ではNaClよりも小さいという原理に基づき、母液（5℃～10℃）にNaClを添加すると、NH4Clが沈殿して肥料が得られます。NH₄Clを分離した後の母液（主にNaClを含む）は、アンモニア化工程に返送してリサイクルすることができ、NaClの利用率（最大95%以上）が向上します。
3. メリットとデメリット
（１）利点：
a. 高いNaCl利用率（95%以上）により資源を節約します。
b. 副産物の塩化アンモニウム（NH₄塩素）は高品質の窒素肥料であり、1つのアルカリと1つの肥料を実現します。
c. 塩化カルシウムの廃棄物がないので、環境保護に優れています。
d. コストを削減するために合成アンモニアと組み合わせます。
（2）デメリット：プロセスは比較的複雑で、設備と操作に対する要件が高く、大規模生産に適した合成アンモニア装置のサポートが必要です。
Ⅲ. 生産プロセスの比較
プロセスタイプ | コア機能 | 原材料の利用 | 副産物 | 環境保護 | 応用 |
ソルベイ法 | 二酸化炭素₂アンモニアサイクル、石灰岩はCO₂を供給 | 塩分約70% | 塩化カルシウム（廃棄物） | 貧しい | 天然アルカリ資源がなく、独立したアンモニア生産が必要 |
ホウのアルカリ製造法 | アンモニウム塩サイクルと合成アンモニアの組み合わせ | 約95％の塩 | 塩化アンモニウム（窒素肥料） | 良い | 大規模生産、合成アンモニア装置をサポート |
Ⅳ. 重質ソーダ灰
軽質ソーダ灰は粒子が細かく、密度が低い（0.5～0.6g/cm³）ため、吸湿して凝集体を形成しやすく、流動性が悪く、輸送中に多量の粉塵が発生するため、損失や環境汚染を引き起こす可能性があります。ガラスや冶金などの大規模連続生産においては、設備の閉塞や供給ムラを引き起こしやすいという問題があります。
一般的には、軽質ソーダ灰に水を加えて溶解し、再結晶化させることで、粒子が大きく緻密な構造を持つ結晶を形成する水和法が採用されています。密度は1.0～1.2g/cm³にまで高められ、その後乾燥・脱水処理することで乾燥した重質ソーダ灰が得られます。重質ソーダ灰の流動性は大幅に向上し、凝集のリスクが低減し、貯蔵安定性も良好で、自動化生産ラインにもより適しています。これにより、生産における輸送ロスや粉塵問題を軽減し、ガラス溶解炉などの現場における安定した供給と均一な反応というコアニーズを満たし、産業効率を向上させることができます。
V. 要約
ソーダ灰製造プロセスの選択は、原材料、コスト、製品需要、環境保護要件に基づいて行う必要があります。安価なアンモニアと石灰石資源がある場合はソルベイ法を選択し、塩化アンモニウムを併産する必要があり、アンモニア源がある場合はホウアルカリ法が適しています。重質ソーダ灰が必要な場合は、水和と乾燥の工程を追加します。同時に、環境保護基準を考慮し、エネルギー消費量が少なく、汚染が少ないプロセスを優先します。
